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Missione ROSA

Radio Occultation for Sounding the Atmopshere

Una delle principali priorità dell'ASI è lo studio del sistema Terra, in particolare la comprensione del cambiamento climatico e del ciclo dell'acqua.

 

L'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), nei suoi ultimi due rapporti sull'impatto delle attività umane sul clima (3° rapporto  2001 e 4° rapporto 2007 ) afferma che, secondo i dati disponibili, l'ipotesi che il clima terrestre stia cambiando e che l'aumento della temperatura (aumento delle emissioni di gas serra) della superficie terrestre, dal 1975  in poi, sia imputabile alle attività umane è decisamente plausibile.

 

Sebbene la qualità dei dati sia spesso insufficiente e la naturale variabilità del sistema climatico renda ancora più complessa una loro corretta interpretazione, vi è una forte evidenza sperimentale che il recente riscaldamento globale è accompagnato da:

 

- aumento del  contenuto di vapor d'acqua nella troposfera in molte regioni dell'emisfero nord;

- diminuzione  della temperatura della stratosfera.

 

Per avere le evidenze sperimentali richieste è di cruciale importanza disporre di strumentazione spaziale capace di fornire dati accurati, affidabili e su scala globale dei profili di temperatura e di umidità  dell'atmosfera dal livello del mare sino a 100 Km di altezza.

 

Dallo spazio, una tecnica utile a realizzare queste misure è quella della Radio Occultazione (RO). Questa tecnica permette di misurare  la deviazione che un'onda elettromagnetica, emessa ad esempio da un satellite della costellazione GPS , subisce nel passare attraverso l'atmosfera. La misura della deviazione permette di  conoscere l'indice di rifrazione dell'atmosfera ad una particolare  quota e, di conseguenza,  permette di conoscerne la pressione, la temperatura e l'umidità. Il movimento relativo tra il satellite GPS ed il satellite sul quale è installato il ricevitore di RO  permetterà di fare il profilo verticale delle tre  grandezze.

 

La tecnica della Radio Occultazione, con l'avvento delle costellazioni di Satelliti GPS e GLONASS, ed in futuro GALILEO, può permette uno studio globale ed accurato dei principali parametri fisici dell'atmosfera terrestre. Queste caratteristiche fanno della Radio Occultazione una tecnica molto utile per le seguenti applicazioni:

  • meteorologia/climatologia: la conoscenza dei profili di umidità, pressione e temperatura su scala globale può permettere di migliorare fortemente l'accuratezza sia dei modelli climatici che delle predizioni dei modelli di Numerical Weather Prediction (NWP);
  • Space Weather (electrons density profile in the ionosphere): la conoscenza del contenuto totale di elettroni (TEC) da circa 80 km sino a circa 700 Km è molto importante per le previsioni e per la modellistica dello Space Weather;
  • Solid Earth Physics: la determinazione precisa dell'orbita (POD) di un satellite è di grande interesse  per  la fisica della cosiddetta Terra Solida.

Nel 2001 l' ASI, supportata  da una  forte comunità scientifica, chiamata ASTRO ( Atmospheric Sounding Through Radio Occultation), ha deciso di avviare lo sviluppo di un ricevitore di Radio Occultazione chiamato ROSA (Radio Occultation Sounder for Atmosphere), uno strumento con prestazioni allo stato dell'arte. Lo sviluppo di ROSA, terminato nel 2005, è stato realizzato dalla Società Laben, ora Thales Alenia Spazio-I.

 

ROSA è divenuto il cuore e il nome di una missione scientifica che vuole rappresentare un contributo italiano ad una migliore comprensione  del cambiamento climatico.

 

I punti principali di questo Missione di opportunità sono:

  • sviluppo e produzione dello strumento ROSA;
  • collaudo in volo di ROSA sulla missione Indiana OCEANSAT-2;
  • imbarco di ulteriori strumenti ROSA, da considerarsi come riproduzioni del prototipo da volo, su ulteriori missioni (ad esempio la Missione Aquarius/SAC-D della NASA/CONAE, la futura missione ASI SABRINA e altre):
  • sviluppo di un G/S basato sul Centro Nazionale Multimissione di Matera;
  • sviluppo di un processore avanzato di dati di RO;
  • attivazione di una politica dei dati aperta ad altre missioni similari.

 Nella seguente tabella è riportata la pianificazione temporale  delle diverse opportunità di volo di ROSA: